作业车辆的混动变速器模块的制作方法

文档序号:22085365发布日期:2020-09-01 19:58阅读:125来源:国知局
作业车辆的混动变速器模块的制作方法

本公开总体上涉及作业车辆,并且更具体地涉及用于作业车辆的变速器。



背景技术:

在农业、建筑和林业工业中使用的各种作业车辆具有常规的变矩式变速器组件,其装配在作业车辆的限定的空间范围内。这种作业车辆的可用于容纳变矩式变速器组件的空间可以变化。因此,这些部件可以针对不同的作业车辆被不同地构造。容纳各种构造可能会增加安装时间和维修时间,并需要更多的组件库存。

此外,可能期望将较旧的作业车辆的变速器组件转换为较新的,技术更先进的组件,其可能不适合较旧的作业车辆的可用空间范围内。可替代地,可能需要大量的修改和/或体力劳动以适应更新的变速器组件。



技术实现要素:

本公开提供了一种用于作业车辆的模块化混动变速器组件。

在一个方面,本发明提供了一种用于作业车辆的混动变速器模块,作业车辆具有底盘和由底盘承载的原动机。混动变速器模块包括:安装支架,其被构造为安装至底盘和原动机中的一个或多个;变速器组件,其安装至该安装支架;和液压-电动驱动组件,其包括安装至安装支架的歧管。歧管安装液压泵和电机,并且被构造为将旋转动力从原动机传递到液压泵和电机。电机至少部分地驱动变速器组件。

在另一方面,本发明提供了一种作业车辆,其包括底盘;由底盘承载的原动机,其包括用于产生旋转动力的旋转驱动轴;安装支架,其被构造为安装至底盘;和液压-电动驱动组件。液压-电动驱动组件包括安装至安装支架的歧管,安装至歧管的液压泵以及安装至歧管的电机。液压-电动驱动组件构造为将旋转动力从原动机传递至液压泵和电机。电机被构造为产生直流电。作业车辆还包括:逆变器,其电联接至电机,以从电机接收直流电并输出交流电;和变速器组件,其安装至安装支架并由来自逆变器的交流电驱动。逆变器安装至变速器组件。

在附图和以下描述中提及了一个或多个实施例的细节。附图中的部件不一定按比例替换,而是将重点放在说明本公开的原理上。根据说明书、附图和权利要求书,其他特征和优点将变得更好。

附图说明

图1是具有一个示例性混动变速器模块的一个示例性作业车辆的前透视图;

图2是图1的示例性混动变速器模块的透视图,其中一个示例性原动机和驱动轴联接至该混动变速器模块;

图3是示例性混动变速器模块的另一个透视图;

图4是示例性混动变速器模块的另一个透视图;

图5是图2所示的混动变速器模块的液压-电动驱动组件的一部分的透视图,其联接至原动机和驱动轴;

图6是示例性混动变速器模块的分解图,其具有液压泵的一个示例和电机的一个示例;

图7是沿图3中的线7-7截取的剖视图;

图8是沿图3中的线8-8截取的局部剖视图;

图9是沿图3中的线9-9截取的局部剖视图;

图10是图2所示的混动变速器模块的正视图;

图11是示例性混动变速器模块的分解图;

图12是混动变速器模块的示例安装支架的透视图;和

图13是作业车辆内的混动变速器模块的示意图。

在各个附图中,相似的附图标记指示相似的元件。

具体实施方式

以下描述了所公开的作业车辆、用于作业车辆的混动变速器模块和控制系统、以及混动变速器模块的一个或多个示例性实施例,如以上简要描述的示意图的附图中所示。本领域技术人员可以预期对示例性实施方式进行各种修改。

如本文所使用的,除非另外限制或修改,否则具有元件的列表(该列表中的元件由连词(例如,“和”)隔开并且还在前面具有短语“一个或多个”或“至少一个”的前缀)表示如下的配置或布置,该配置或布置可能包括列表的各个元件或这些元件的任何组合。例如,“a,b和c中的至少一个”或“a,b和c中的一个或多个”表示仅a,仅b,仅c或a、b和c中的两个或更多个的任意组合(例如,a和b;b和c;a和c;或a、b和c)的可能性。

此外,在详述本公开时,可以使用方向和取向的术语,例如“向前”,“前”,“向后”,“后”,“横向”,“水平”和“竖直”。这些术语至少部分地相对于作业车辆在使用期间行进的方向来定义。例如,术语“向前”和“前”(包括“前”和任何其他衍生物或变体)指的是与主要行进方向相对应的方向,而术语“向后”和“后”(和衍生物和变体)指的是相反的方向。术语“纵向轴线”还可以指代沿前后方向延伸的轴线。相比之下,术语“横向轴线”可以指垂直于纵向轴线并在水平面(也就是说,包含纵向轴线和横向轴线的平面)内延伸的轴线。替代地,术语“纵向轴线”可以针对与该纵向轴线关联的单个部件而定义,并且与相对于整体作业车辆的取向无关。这里出现的术语“竖直”是指与包含前后轴线和横向轴线的水平面正交的轴线或方向。

作业车辆被广泛用于各种行业,并且被构造为执行多种操作。示例产业包括但不限于农业、建筑和林业。示例操作包括但不限于,种植农作物、收割庄稼、土方移动、挖掘、钻探、平整、砍伐树木、移动砍伐的木材以及许多其他操作。这种作业车辆需要必要的动力才能在这些行业中作业并执行相关的操作。在这样的作业车辆中,可以以各种方式产生必要的动力。然而,作业车辆在发动机舱或其他舱室内具有预定的空间范围和/或占地面积,必要的部件被定位在这些舱室中以产生必要的动力。

各种类型的动力产生部件具有不同的形状和尺寸,并且可能难以在预定空间内互换动力产生部件的类型。例如,作业车辆可以包括预定的范围或占地面积,以容纳常规的变矩式变速器。可能需要用部件的一种不同组件来改变变矩式变速器,以提供期望的动力。替换组件的一个示例可以包括混动变速器模块,该混动变速器模块包括变速器组件,液压-电动驱动组件和逆变器。为了便于在作业车辆的容纳要更换的变速器部件的舱室的空间中容易地更换或安装混动变速器模块,混动变速器模块可以包括安装支架,该安装支架安装至变速器组件和液压-电动驱动组件。逆变器可以被安装至变速器组件。因此,通过以这种方式安装上述安装支架、变速器组件、液压-电动驱动组件和逆变器,提供了单个组件或模块。然后,该单个组件或模块可以容易地插入或以其他方式定位到作业车辆的现有容纳空间中,并且安装支架可以联接至作业车辆的底盘和/或作业车辆的原动机或发动机中的一者或两者。

对本文公开的变速器模块和方法的一个或多个示例实施方式的以下讨论有时可以集中于作业车辆的前式装载机应用。在其他示例中,所公开的变速器模块和方法可以与其他类型的作业车辆一起使用,例如,平地机、拖拉机、卡车以及建筑、农业和林业行业中的其他类型的作业车辆。此外,以下描述了在前式装载机作业车辆中所公开的混动变速器模块的一个或多个示例实施方式,如以上附图说明中的附图所示。通常,所公开的混动变速器模块和实施该混动模块的前部装载机作业车辆具有如下的能力:能够安装在具有各种尺寸的舱室的各种作业车辆中,并且与常规系统和布置相比更容易且更有效地替换了现有的动力提供部件。

现在参考图1,示出了作业车辆20的一个示例。在图示的例子中,作业车辆20是前式装载机。然而,本公开的原理可以在各种各样的作业车辆中利用。在图1中以等轴测图示出了作业车辆20,其中作业车辆20的前部24朝向左侧,而作业车辆20的后部28朝向右侧。作业车辆20可以包括用于使操作员就座的驾驶室32,以及支撑作业车辆20的各种作业部件的底盘36。在某些示例中,底盘36通过前驱动桥组件44和后驱动桥组件44由车轮40支撑。在其他示例中,底架36可以由运输框架支撑,例如支撑履带组件的台车架。

作业车辆20包括前端装载装置48,该前端装载装置48构造成接合,铲起并保持期望由作业车辆20移动或运输的泥土或其他材料或物体。作业车辆20沿着地面通过车轮40和相关的前后驱动桥组件44、46(或替代地,履带组件)进行运输或移动。作业车辆20还包括发动机舱52,原动机或发动机56定位在该发动机舱52中以向作业车辆20供应动力,例如,沿地面驱动作业车辆20并为作业车辆20的各种液压部件和/或电气部件提供动力。作业车辆20还可包括蓄电池60,以用于在发动机56需要火花进行燃烧的情况下提供电点火。蓄电池60还可以用于补充或替代发动机56,以为作业车辆20的各种电气部件提供动力。作业车辆20内的各种装置可以通过由发动机56间接驱动的一个或多个液压马达来驱动。作业车辆20内的各种其他装置可以通过由发动机56间接驱动的电动马达来驱动。

现在还参考图2-4,示出了示例性混动变速器模块64,其包括液压-电动驱动组件68,该液压-电动驱动组件68包括液压部件和电气部件的组合。混动变速器模块64还包括用于将动力传递到前驱动桥组件44和后驱动桥组件46以驱动车轮40的变速器组件72。示出了安装支架76的一个示例,并且该安装支架76用于至少部分地将混动变速器模块64的部件安装在一起形成单个模块或组件,并且用于将混动变速器模块64安装在作业车辆20的发动机舱52内。安装支架76被构造为具有不同的构造,并且这种构造除了其他考虑因素之外,“混动”可以取决于混动变速器模块64的构造中的一个或多个以及混动变速器模块64将所定位于的作业车辆20的类型。例如,安装支架76可以是整体形成的单件式部件。在其他示例中,安装支架76可包括多个部分76a、76b,这些部分联接在一起或彼此间隔开(参见例如图12)。在图2-4所示的状态下,混动变速器模块64是单个模块或组件,其可以容易地放入或放置在作业车辆20的发动机舱52中并且安装至作业车辆20的底盘36和/或原动机56上。

继续参考图2-4和另外参考图5-7,示出了液压-电动驱动组件68,并将对其进行更详细的描述。液压-电动驱动组件68联接至发动机56并经由驱动轴80接收输入动力。驱动轴80联接至液压-电动驱动组件68的输入接口84,以将动力传递至多个输出接口88、92中的每个。在所示示例中,花键连接可将输入接口84联接至驱动轴80,以与之相关联,从而接收从发动机56施加至驱动轴80的动力(转速和扭矩)。输入接口84进而经由在输入接口84的外围处的齿和输出接口88、92的外围处的齿的啮合(在图5所示的啮合区域96处),将接收到的动力(即,转速和扭矩)传递到输出接口88、92。输入接口84将根据存在的输出接口的数量将标称部分的动力输出施加到每个输出接口88、92。在所示的示例中,存在两个输出接口88、92,每个输出接口88、92名义上从输入接口84接收一半的动力。此外,取决于输出接口88、92的相对齿数,每个输出接口88、92可以具有彼此相同或不同的动力输出,并且取决于相应的输入接口84和输出接口88、92的相对齿数(即齿轮比),输出接口88、92可以具有与输入接口84相同或不同的转速。在所示的示例中,每个输出接口88、92是相同的。对于两个输出接口88、92中的每个,公共齿数相对于输入接口84实现相同的齿轮比,因此每个输出接口88、92提供相同的输出动力(转速和扭矩)。在示例构造中,输入接口84比每个输出接口88、92具有更多的齿数,因此,一半动力分配通过流经每个输出接口88、92的共同的较高速度、较低扭矩动力来实现的。在示例构造中,该动力通过花键环传递,该花键环绕相关联的旋转轴线旋转,每个旋转轴线通常彼此平行,并且旋转轴线与驱动轴和输入接口相同。

如所描绘的,示例液压-电动驱动组件68的输入接口84和两个输出接口88、92可以被容纳在歧管壳体100内和/或安装至歧管壳体100,它们可以共同形成传统上可以考虑的“液压泵驱动器”。然而,在此,液压泵驱动器实际上用于驱动液压部件和电气部件。具体地,在示例构造中,存在一个液压泵104和一个电机或发电机108。然而,应当理解,液压-电动驱动组件68可以包括任意数量的输出接口以及液压部件和电动部件的各种组合,这些部件可以被结合到所公开的组件中,包括多个液压部件和多个电气部件,或者单个液压部件和多个电气部件,或者液压部件和电气部件的任何其他排列。

液压部件和电气部件可以直接安装至歧管外壳100,或通过中间安装件或其他部件联接至歧管外壳100。此外,液压部件和电气部件可以通过直接或间接连接至外部安装表面或“垫”112而安装至歧管壳体100。在所示的示例中,对于每个输出接口88、92,每个安装垫112由凸起环限定,凸起环外切歧管壳体100中的开口116。每个安装垫112可以是不同的,诸如以互补的方式构造以与特定的液压或电气部件配合。可选地,安装垫112可以具有共同的构造,例如在示例实施例中,在这种情况下,输出接口88、92中的任何一个都可以容纳具有互补的(公共)配合表面的任何液压或电气部件。因此,任何输出接口88、92都可以联接至示例液压泵104和示例电机108,并且任何安装垫112都可以安装示例液压泵104和示例电机108。

液压泵104可以是任何合适的常规构造的液压泵,例如轴向柱塞泵,其具有花键轴或齿轴120(见图6和7),以与输出接口88的环形空间124联接,并且液压泵104具有联接至安装垫112的共同的互补配合表面,并且该液压泵104可以直接用螺栓固定到歧管壳体100上。因此,在此将不详细说明液压泵104的构造和安装。输出接口88可以提供用于直接驱动液压泵104的必要齿轮比(速度和扭矩)。

另一方面,电机108可以以与液压泵104明显不同的速度和扭矩要求(例如,以相对较高的速度和较低的扭矩运行)来操作。为了促进这一点,电机108包括齿轮箱128,其为电机108提供必要的齿轮比。像液压泵104一样,电机108可以是任何合适的常规电机,例如感应发电机,其具有使转子相对于定子旋转的轴。因此,电机108在此将不详细描述。

特别参考附图6和7,齿轮箱128可以是提供必要齿轮比的任何合适的齿轮机构,这样的正齿轮比提高了转速并相对于从发动机56输入的扭矩减小了扭矩。在示例实施例中,齿轮箱128是行星齿轮组,并且特别是环形的、太阳轮的、固定架的单级行星齿轮组。具体地,齿轮组包括:齿轮壳体132,其限定有开口的齿轮室136;以及端板140,其安装至齿轮壳体132以封闭齿轮室136。端板140经由机械紧固件(例如,螺栓)或其他连接技术附接到齿轮壳体132并且附接到用于电机108的壳体144。端板140以类似于歧管壳体100的安装垫112的方式为电机108提供升高的安装表面或垫148。齿轮壳体132在其开口端的相反侧限定了另一安装表面152,该安装表面152具有与相关联的安装垫148互补的构造,这样齿轮壳体132就直接安装至歧管壳体100(即,与之物理上邻接)。齿轮壳体132的该端部也通过相关联的开口116伸入歧管壳体100中,并且可以通过机械紧固件、焊接或其他连接技术固定到歧管壳体100。齿轮壳体132的该端部还具有中央开口,在该中央开口中安装有各种轴承,这些轴承支撑环形齿轮160的毂156以相对于齿轮壳体132旋转。环形齿轮毂156构造成例如通过与输出接口92的内部花键配合的外部花键来与相关联输出接口92联接。环形齿轮160的内齿(或花键)与一组(例如,四个)行星齿轮164的齿(或花键)配合,行星齿轮164被安装成通过固定的支架而旋转(因此不绕轨道旋转)并且与太阳轮168的齿(或花键)啮合。如图所示,行星架可以是端板140的整体部分或通过任何合适的机械紧固件或其他连接技术以固定的方式固定在端板140上。太阳轮168可以是电机108的轴172的整体部分或固定到电机108的轴172。

因此,提供了液压-电动气驱动组件68的示例实施例,其适合于驱动作业车辆20的液压部件和电气部件。液压部件和电气部件通过一个或多个中间部件联接至原动机56(例如,发动机)。在某些实施例中,液压部件和电气部件都可以通过共用歧管壳体100的输入接口84和输出接口88、92联接至动力,诸如在液压泵驱动单元中使用的那些。在某些实施例中,液压部件和电气部件的接口可以具有共同的或相同的构造,使得液压部件或电气部件可以联接至任何接口。而且,在某些实施例中,可以有单个液压部件和单个电气部件,或者可以有多个液压部件或多个电气部件一者,或者多个液压部件和多个电气部件两者。在某些实施例中,每个液压部件是液压泵104,每个电气部件是电机108,其被构造成将电力传输到作业车辆20的下游电气部件。电机108可以包括齿轮组,该齿轮组根据需要实现齿轮比,以将适当的速度和扭矩传递到电机108。驱动该电机108的速度和扭矩(例如,更高的速度和更低的扭矩)可以不同于驱动该液压泵104的速度和扭矩。以这种方式,可以最小化或避免附加硬件,否则该附加硬件将显著扩大空间范围并增加驱动器的复杂性和成本。

在一些示例中,电机108被构造为产生直流电,并且可以根据需要电联接至混动变速器模块64和/或作业车辆20的各种其他部件。在一个示例中,电机108电联接至逆变器176,并且直流电从电机108传输至逆变器176。应理解,逆变器176被构造为将直流电转换为交流电。本公开的逆变器176能够是具有多种性能的多种类型的逆变器。逆变器176可以根据需要电联接至混动变速器模块64和/或作业车辆20的各种其他部件,以向这些部件提供交流电。

再次参考图2-4,示出了混动变速器模块64的变速器组件72,并且在本文中将对其进行更详细地描述。变速器组件72包括变速器壳体180和第二电机184,第二电机180安装至变速器壳体180并包括输出轴188。变速器组件72还包括齿轮组192,齿轮组192位于变速器壳体180内并联接至第二电机184的输出轴188。变速器组件72还包括一对驱动输出构件196、200,该对驱动输出构件196、200联接至齿轮组192并且构造成分别联接至作业车辆20的前驱动桥组件44和后驱动桥组件46。在一些示例中,仅作业车辆20的一个驱动桥组件可被驱动,并且在这样的示例中,变速器组件72可仅包括联接至齿轮组192和作业车辆20的驱动桥组件的单个驱动输出构件196或200。如上所述,可以将由逆变器176产生的交流电传输至第二电机184,以为第二电机184提供动力。第二电机184驱动其输出轴188,该输出轴包括驱动齿轮204,该驱动齿轮204固定地联接至第二电机184的输出轴188并随其旋转。驱动齿轮204与齿轮组192的第一齿轮192a啮合,该第一齿轮192a与齿轮组192的第二齿轮192b啮合。第二齿轮192b固定地联接至齿轮组轴208并且可以与齿轮组轴208一起旋转。齿轮组192的第三齿轮192c也固定地联接至齿轮组轴208并与齿轮组轴208一起旋转,但更靠近变速器组件72的前部布置,而第二齿轮192b更靠近变速器组件72的后部布置。第三齿轮192c与齿轮组192的第四齿轮192d啮合,并且第四齿轮192d与驱动输出齿轮212啮合,该驱动输出齿轮212固定地联接至驱动输出轴216并且可随其旋转。驱动输出轴216联接至一对驱动输出构件196、200,一对驱动输出构件196、200中的每一个联接至作业车辆20的相应的前驱动桥组件44和后驱动桥组件46。

齿轮组192的任何一个齿轮可绕各自的旋转轴线220a、220b、220c、220d旋转,并且第二电机184具有可由纵向轴线224限定的纵向长度。示例,并特别参考图8-10,纵向轴线224偏离齿轮192a-192d的旋转轴线220a-220d。此外,纵向轴线224向齿轮192a-192d的旋转轴线220a-220d的左侧偏移并且平行于齿轮192a-192d的旋转轴线220a-220d。

在混动变速器模块64的所示示例中,其部件相对于彼此布置,以允许混动变速器模块64装配到作业车辆的舱的空间中,该舱可能已经被制造为容纳常规动力系统,并且有助于容易地用本公开的混动变速器模块64替换常规动力系统。特别参考图2-4和10,可以认为混动变速器模块64具有顶部228、与顶部228相对的底部232、与作业车辆20的前部24相关联的前部236、与前部236相对的以及与作业车辆20的后部28相关联的后部240、右侧244和与右侧244相对的左侧248。类似地,但是针对变速器组件72,变速器组件72包括顶表面252、与顶表面252相对的底表面256、与作业车辆20的前部24相关联的前表面260、与前表面260相对并与作业车辆20的后部28相关联的后表面264、右侧表面268和与右侧表面268相对的左侧表面272。液压-电动驱动组件68位于混动变速器模块64的顶部228处,并且在竖直方向上位于变速器组件72的顶表面252上方。液压-电动驱动组件68的液压泵104被定位成朝向混动变速器模块64的右侧244,并且第一电机108被定位成位于液压泵104的左侧并且朝向混动变速器模块64的左侧248。第二电机184位于第一电机108的下方,在变速器组件72的左侧,并且朝向混动变速器模块64的左侧248。逆变器176位于混动变速器模块64的后部240,朝向变速器组件72的后表面264并且在液压-电动驱动组件68下方。混动变速器模块64的这种构造仅仅是混动变速器模块64的多种可能的构造中的一种,并且不旨在进行限制。混动变速器模块64的所有可能的构造被构造为在本公开的精神和范围内。

参照图2-4、9和10,混动变速器模块64还可以包括悬架构件276,该悬架构件276联接在混动变速器模块64和作业车辆20的底盘36之间。在所示的示例中,悬架构件276联接至变速器组件72的底表面256并且位于变速器组件72的底表面256与作业车辆20的底盘36之间。悬架构件276可以多种方式联接至混动变速器模块64。在一个示例中,变速器组件72可以仅搁置或支撑在悬架构件276上。在另一示例中,变速器组件72可以以各种方式刚性地联接至悬架构件276,包括但不限于焊接、紧固(例如,参见图2和10中的紧固件280)并整体形成为单件。悬架构件276可以以各种方式联接至混动变速器模块64并相对于混动变速器模块64定位。此外,悬架构件276可以具有多种构造,只要悬架构件276向混动变速器模块64提供必要的悬浮即可。在所示的示例中,悬架构件276包括用于将悬架构件安装至底盘36的两个安装板284。安装板284可以各种方式刚性地固定到作业车辆20的底盘36上。悬架构件276还包括联接至并接合混动变速器模块64的变速器模块构件288。变速器模块构件288可以多种方式且在混动变速器模块上的多种位置联接至如上所述的混动变速器模块64。悬架构件276还包括一对弹性构件292,其为悬架构件276提供悬浮能力。在所示的示例中,其中一个弹性构件292联接在一个安装板284和变速器模块构件288之间。弹性构件292中的另一个弹性构件联接在另一个安装板284与变速器模块构件288之间。悬架构件276可以具有提供悬浮能力的各种各样的一个或多个部件,和弹性构件292的所示示例并非旨在进行限制。

现在参考图3、图4和图10,混动变速器模块64还包括在液压-电动驱动组件68和变速器组件72之间延伸的润滑剂通道296,以允许来自液压-电动驱动组件68的润滑剂流到变速器组件72。在所示的示例中,润滑剂通道296包括液压导管296,并且在第一电机108和变速器组件72之间延伸。如上所述,第一电机108在竖直方向上比变速器组件72更高地定位。因此,润滑剂导管296被构造成在重力或重力的作用下允许润滑剂从第一电机108流到变速器组件72。在一示例中,润滑剂仅在重力的作用下流过润滑剂导管296。在示出的示例和其他示例中,混动变速器模块64不需要单独的泵或额外的泵来促进润滑剂从第一电机108流向变速器组件72。在示出的示例中,润滑剂导管构造成避免第二电机184位于第一电机108的下方。

参考图3、图4和图10,液压泵104构造成将流体泵送至混动变速器模块64的必要部件以及作业车辆20的可能的其他部件。因此,液压泵104包括输入端300和输出端304。在示出的示例中,出于描述的目的,将识别液压泵104的输入端300和输出端304,但是应当理解,液压泵104不限于示出的构造,并且输入端300和输出端304可以彼此切换。

如在图10中最佳可见,液压泵104具有四个侧面,该四个侧面在横截面中通常形成正方形,该横截面沿着从混动变速器模块64的右侧244延伸到左侧248的平面截取并且基本平行于液压泵104的前表面308。液压泵104的输入端300包括输入接头312,输入导管316联接至输入接头312,液压泵104的输出端304包括输出接头320,输出导管324联接至该输出接头320。在所示的示例中,输入导管316在输入接头312和变速器组件72的输出接头328之间延伸并联接至其上,并且输出导管324在输出接头320和变速器组件72的输入接头332之间延伸并联接至其上。因此,液压泵104通过变速器组件72泵送润滑流体,以确保适当地润滑变速器组件72的运动部件。

继续参考图10,混动变速器模块64的所示构造将第一电机108定位成非常靠近液压泵104。由于输入导管316必须进入液压泵104的输入接头312,液压泵104被旋转以使输入接头312进一步远离第一电机108。可以想象,如果液压泵104没有如图所示旋转,则输入接头312将非常靠近第一电机108并且输入导管316将不能进入输入接头312。或者,如果输入导管316可以在输入接头312非常靠近第一电机108的情况下进入输入接头312,则输入导管316可以具有如下的极端弯曲,使得这种弯曲会抑制或限制润滑剂流动通过输入导管316。

返回图10中所示的示例,延伸穿过液压泵104的输入端300和输出端304的参考平面336与水平参考平面340是非水平的和/或旋转偏移的,水平参考平面340在混动变速器模块64的右侧244和左侧248之间水平延伸。该旋转偏移可以被测量为偏移角a。输入端300和输出端304的旋转偏移为输入和输出导管316、324提供了分别进入输入接头312和输出接头320的通道、以及此外提供了对输入和输出接头312、320的访问,而输入和输出导管316、324中没有极端的弯曲。液压泵104的输入端300和输出端304的所示取向仅仅是许多取向中的一种,并且液压泵104被构造为具有多种取向,以适当地使得输入端300和输出端304与第一电机108偏离,并且所有这些可能性都意图在本公开的精神和范围内。

参照图2-4、10和11,示出并且将更详细地描述安装支架76。在所示的示例中,安装支架76整体地形成为单件。然而,在其他示例中,安装支架76可以包括多个部分(例如,参见图12中的安装支架76′),这些部分一起协作以提供与整体形成的安装支架76类似的功能。安装支架76至少部分地促进了混动变速器模块64是包括液压-电动驱动组件68、变速器组件72和逆变器176的单个组件或模块。然后,该单个组件或模块可以容易地将其插入或以其他方式定位到作业车辆20的现有空间中,并且安装支架76可以联接至作业车辆20的底盘36和/或原动机或发动机56之一或两者。

尤其参考图11,变速器组件72包括顶部安装表面344,该顶部安装表面344限定了用于接收多个第一紧固件352的多个安装孔348;以及侧面安装表面356(另见图4),该侧面安装表面356限定用于接收多个第二紧固件(未示出)的安装孔(未示出)。安装支架76包括第一安装凸缘368和第二安装凸缘376,第一安装凸缘368限定多个孔372,孔372定位在与变速器组件72的顶部安装表面344中的安装孔348互补的取向上,第二安装凸缘376限定多个孔380,孔380定位在与变速器组件72的侧面安装表面356中的安装孔360互补的取向上。第一安装凸缘368接合变速器组件72的顶部安装表面344,第二安装凸缘376接合变速器组件72的侧面安装表面356,第一安装凸缘368的孔372和顶部安装表面344的孔348对齐,第二安装凸缘376的孔380和侧面安装表面356的孔360对齐,多个第一紧固件352被插入顶部安装表面344和第一安装凸缘368上的对齐的多组孔348、372中,以及多个第二紧固件364插入侧面安装表面356和第二安装凸缘376中对齐的孔组中,以将安装支架76联接至变速器组件72。

液压-电动驱动组件68的右侧和左侧分别包括安装表面384、388(对于表面388也参见图4、5和7),该安装表面限定了多个安装孔392、396(对于孔396参见附图5),多个安装孔392、396用于容纳多个紧固件400、404。安装支架76包括一对安装凸缘408、412,其中一个安装凸缘408设置在安装支架76的右侧,而另一个安装凸缘412设置在安装支架76的左侧。每个安装凸缘408、412在其中限定了多个孔416、420,所述孔416、420与在液压-电动驱动组件68的相应的右侧和左侧中限定的安装孔392、396互补地定向,以用于将安装支架76安装至液压-电动驱动组件68上。每个安装凸缘408、412分别与液压-电动驱动组件68的右或左安装表面384、388中相应的一个接合,安装凸缘408、412的孔416、420和安装表面384、388的孔392、396对齐,并且将多个紧固件400、404插入相应对齐的孔组中以将安装支架76联接至液压-电动驱动组件68。

在一个示例中,逆变器176可以安装至变速器组件72的后表面264。在这样的示例中,可以使用一个或多个紧固件将逆变器176紧固或安装至变速器组件72的后表面264。在另一示例中,逆变器176可以安装至安装支架76。在这样的示例中,安装支架76包括一个或多个安装凸缘,该一个或多个安装凸缘在其中限定一个或多个孔,该一个或多个孔可与逆变器176中的相应数目的孔对准,并且一个或多个紧固件插穿对齐的孔以将逆变器176安装至安装支架76。安装支架76还可以安装至原动机56和/或作业车辆20的底盘36之一或两者上。

在混动变速器模块64的示例构造中,动力流可以描述如下。来自发动机56的旋转输入经由驱动轴80传递到液压-电动驱动组件68的输入接口84。在输入接口84的外围的齿和相关联的输出接口88、92的外围的齿的啮合通过啮合的花键将旋转动力传递到环形齿轮毂156,同时分流动力,并针对分流动力的速度和扭矩,实现齿轮比改变。环形齿轮160以合成的速度和扭矩旋转,并且将动力传递至行星齿轮164,行星齿轮164又将动力传递至太阳轮168。环形齿轮160与行星齿轮164的啮合以及与太阳轮168的啮合作用对传递到第一电机108的轴172的速度和扭矩实现齿轮比改变,轴172使转子在第一电机108中旋转。在该示例性实施例中,齿轮组的正齿轮比使得速度加大(例如,乘以3的倍数),并减小了输出接口88、92和太阳轮168之间的扭矩,从而允许第一电机108与液压泵104相比,以更高的速度和更低的扭矩运行。第一电机108作为运行的结果产生直流电,并且直流电流到逆变器176。逆变器176构造为将直流电转换为交流电。交流电从逆变器176流到第二电机184以向第二电机184供电。第二电机184根据需要驱动其输出轴188。输出轴188联接至变速器组件72内的齿轮组192,并且通过包括在齿轮组192中的多个齿轮192a-192d,第二电机184产生的动力通过齿轮组192流到驱动输出轴216。驱动输出轴216的旋转动力被传递到驱动输出构件196、200,驱动输出构件196、200又为作业车辆20的前后驱动桥组件44、46提供动力。

图13是本文所公开的作业车辆20和混动变速器模块64的一个示例的示意图。示意性表示可以不包括本公开的作业车辆和/或混动变速器模块的所有特征和部件,而是被提供以演示本公开的至少一些原理。在示出的示例中,作业车辆可以包括驾驶室,原动机56,蓄电池60,混动变速器模块64,前驱动桥组件44,后驱动桥组件46,以及前轮和后轮40。上面描述了图13所示的作业车辆20的大多数部件的相互作用和功能。因此,以下描述涉及尚未描述的作业车辆20的一些组件、交互作用和功能。

驾驶室32可以具有适于提供作业者所占用的作业车辆20的位置的各种构造中的任何一种。操作员驾驶室32可包括例如一个或多个输入装置424(例如,杆、按钮、触摸屏功能或任何其他类型的机械或电气(数字或模拟)致动以创建和/或发送信号到一个或多个控制器428)和一个或多个输出装置432(例如,监视器,显示器,扬声器或任何其他类型的可听和/或可视指示器,构造为以可听和/或可视方式向操作员传达信息),它们可操纵和/或可由操作员感知以控制作业车辆20的操作。操作员驾驶室32还可以包括例如一个或多个控制器428,其具有一个或多个处理器,该一个或多个处理器被构造为执行存储在相关联的存储器436或其他地方中的控制命令、代码、逻辑和/或算法。一个或多个控制器428可以被构造为从作业车辆20的适当部件接收、生成、通信和传输信号和控制命令,并且向作业车辆20的适当部件发送信号和控制命令,以实现作业车辆20的操作。

例如,操作员或外部来源可以致动一个或多个输入装置424,该输入装置将基于输入装置424的致动来创建控制信号。该控制信号将由输入装置424传送至控制器428。控制器428将根据接收到的控制信号进行动作。例如,控制器428可以生成一个或多个控制命令,并将一个或多个控制命令传输至一个或多个输出装置432,以供操作员考虑和采取行动,和/或控制器428可以将一个或多个控制命令传输至作业车辆20的一个或多个其他装置(例如,原动机56、蓄电池60、混动变速器模块64等),以实现一个或多个其他装置的动作。控制器428可以被构造为选择性地将数据/信号/命令传送到存储器436并从存储器436检索数据/信号。

此外,提供了以下示例,其编号如下,以方便参考。

1.一种用于作业车辆的混动变速器模块,所述作业车辆具有底盘和由所述底盘承载的原动机,所述混动变速器模块包括:安装支架,其被构造为安装至底盘和原动机中的一个或多个;变速器组件,其安装至该安装支架;和液压-电动驱动组件,其包括安装至安装支架的歧管,该歧管安装液压泵和电机并构造成将旋转动力从原动机传递到液压泵和电机,其中,电机至少部分地驱动变速器组件。

2.根据示例1所述的混动变速器模块,其中,电机被构造为产生直流电,混动变速器模块还包括逆变器,所述逆变器安装至变速器组件并电联接至液压-电动驱动组件以接收来自电机的直流电,其中逆变器被构造为将直流电转换为交流电。

3.根据示例2所述的混动变速器模块,其中,变速器组件包括顶表面,与所述顶表面相对的底表面,与作业车辆的前部相关联的前表面,与所述前表面相对并与作业车辆的后部相关联的后表面,其中液压-电动驱动组件在竖直方向上位于变速器组件的顶表面上方,并且逆变器安装至变速器组件的后表面的后部。

4.根据示例1所述的混动变速器模块,其中,在液压-电动驱动组件和变速器组件之间限定有润滑剂通道,以允许来自液压-电动驱动组件的润滑剂流入变速器组件。

5.根据示例4所述的混动变速器模块,其中,液压-电动驱动组件在竖直方向上定位在变速器组件的上方,并且其中,润滑剂构造成由于重力而通过润滑剂通道从液压-电动驱动组件流向变速器组件。

6.根据示例4所述的混动变速器模块,其中,润滑剂通道包括与电机和变速器组件流体连通的管路。

7.根据示例1所述的混动变速器模块,其中,所述安装支架是整体形成的单件式安装支架,其被构造为安装至底盘和原动机中的一个或多个。

8.根据示例1所述的混动变速器模块,其中,所述液压-电动驱动组件包括:动力输入接口,其构造为与原动机联接,以接收原动机的旋转动力;和多个动力输出接口,其联接至动力输入接口以传递旋转动力,其中,液压泵安装至多个动力输出接口中的一个,以由旋转动力驱动;和其中,电机联接至多个动力输出接口中的另一个,以由旋转动力驱动。

9.根据示例1所述的混动变速器模块,其中,所述电机是第一电机,并且其中,所述变速器组件包括:变速器壳体;第二电机,其安装至变速器壳体并包括输出轴;齿轮组,其位于变速器壳体内并联接至第二电机的输出轴;和驱动输出构件,其联接至齿轮组并构造成联接至作业车辆的驱动桥。

10.根据示例9所述的混动变速器模块,其中,第一电机被构造为产生直流电,混动变速器模块还包括逆变器,逆变器安装至变速器壳体并电联接至第一电机以接收来自第一电机的直流电,其中逆变器被构造为将直流电转换为交流电,其中第二电机被构造为从逆变器接收交流电并驱动输出轴。

11.根据示例9所述的混动变速器模块,其中,齿轮组限定旋转轴线,齿轮组的至少一个齿轮围绕该旋转轴线旋转,其中,第二电机具有纵向长度,该纵向长度限定与第二电机的纵向长度相关联的纵向轴线,其中,该纵向轴线偏移到齿轮组的旋转轴线的一侧。

12.根据示例9所述的混动变速器模块,其中,混动变速器模块限定与作业车辆的前部相关联的前部,与所述前部相对并与作业车辆的后部相关联的后部,与作业车辆的第一侧相关联的第一侧,与第一侧相对并与作业车辆的第二侧相关联的第二侧,其中第二电机偏移到齿轮组的第一侧或第二侧中的一个。

13.根据示例1所述的混动变速器模块,其中,所述液压泵包括输入接头和输出接头,其中,液压泵以旋转偏移取向被安装至所述歧管,在该旋转偏移取向中,输入接头和输出接头与电机分开。

14.一种作业车辆,包括:底盘;由底盘承载的原动机,其包括用于产生旋转动力的旋转驱动轴;安装支架,其被构造为安装至底盘;液压-电动驱动组件,其包括安装至安装支架的歧管,安装至歧管的液压泵以及安装至歧管的电机,其中液压-电动驱动组件构造为将旋转动力从原动机传递至液压泵和电机,其中电机被构造为产生直流电;逆变器,其电联接至电机,以从电机接收直流电并输出交流电;和变速器组件,其安装至安装支架并由来自逆变器的交流电驱动,其中,逆变器安装至变速器组件。

15.根据示例14所述的作业车辆,其中,所述电机是第一电机,并且其中,所述变速器组件包括:变速器壳体;第二电机,其安装至变速器壳体并包括输出轴;齿轮组,其位于变速器壳体内并联接至第二电机的输出轴;和驱动输出构件,其联接至齿轮组并构造成联接至作业车辆的驱动桥;其中,液压-电动驱动组件在竖直方向上位于变速器组件上方;其中,逆变器安装至变速器壳体的后部,并且在竖直方向上位于液压-电动驱动组件下方;和其中,第二电机偏移到齿轮组的一侧。

用在本文中的术语只是为了描述特定实施例,并不试图限定本公开。如在本文中所使用的,单数形式“一个”和“这个”也试图包括复数形式,除非上下文明确规定。此外还应当理解:说明书中使用术语“包括”表示出现所列出的特征部、整体、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除出现或添加其他特征部、整体、步骤、操作、元件、部件中的一个或多个,和/或它们的组合。

本公开的说明书已经为了说明和描述的目的被示出,但是不试图是穷举的或者将本公开限制在公开的内容中。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本公开的范围和精神的情况下,很多修改和改变是显而易见的。本文明确参考的实施例被选择和说明,是为了最好地解释本公开的原理和它们的实际应用,并且使得本领域的其他普通技术人员能够理解本公开,并且认识到所描述的示例的各种替代实施例、修改和改变。因此,除了那么已经明确说明的实施例和实施方式之外的各种实施例和实施方式位于以下的权利要求的范围之内。

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